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Application note A115-CM02

液化气体定量给料

“实时了解泵”

许多在高压下进行的化学反应要求提供精确数量的有机溶剂,例如用于萃取目的。为了取代传统的有机溶剂,人们考虑更环保、更有效的替代品,例如液化气。液化气体是在大气压和室温下,通过冷却或压缩而变成液体的气体。例如液化二氧化碳(CO2)是极好的非极性化合物的萃取溶剂,也可用于清洗晶片。此外,在聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)的生产中,还采用了液化丙烯和异丁烷作为溶剂。
处理这些液体/气体物质的困难和定量给料精度不足是在技术应用中使用液化气体的典型障碍。然而,通过结合Bronkhorst科里奥利质量流量控制器和WADose高压泵,一套简单而完整的解决方案可用于小流量液化气体定量给料。

液化气体定量给料

应用要求

液化气体须在液化状态下用于高压(高达数百bar)下运行的相关应用。为了精确计量液化气体,必须控制工艺条件特别是压力和温度,以避免液体气化。特别是在小流量情况下,必须监测实际加入的量就是所需的液体量。

重要议题

  • 避免液体气化
  • 高压下定量给料
  • 精准测量小流量液体定量给料

工艺方案

液化气定量给料的工艺方案包含带有换热器的WADose HP Lite 泵、Bronkhorst科里奥利质量流量控制器和EL-Press压力计。换热器的作用是将泵头冷却至低于冷凝温度,以利于液体形成,防止空化和气化。这是为了避免在化合物定量给料时压力波动和液体流动不稳定。泵和质量流量控制器之间采用标准通信协议Flowbus。

WADose活塞泵和科里奥利质量流量控制器的结合实现液化气体精准定量给料。独立活塞泵不完全气密,随着时间的推移会出现磨损。因此,实际投加的化合物量可能会偏离设定值,尤其是在投加ml/min范围的小流量时。在当前的组合中,使用科里奥利质量流量控制器实时精确测量投加量,通过调节流量来控制泵。自我监测的控制电路持续工作,确保系统定量给料自动进行,以便实时监控泵。在使用该系统之前,液化气体的供应通常是不受控制的,因此缺乏必要的精度。

该工艺方案将液化气体(通常是从气瓶中)提升到更高压力,大约200bar。用于测量过程压力以及出于安全考虑,压力由数字电子压力计监控,以确保压力不会超过过程中设备或容器能够承受的压力,以保护部件。因而不需要额外的安全泄压阀。

除了质量流量(与流体无关),质量流量控制器还连续测量化合物的密度。这是监测化合物是否完全处于液态的一种额外措施,可以立即对其作出反应。此外,质量流量控制器还可监测投加化合物的温度。

该泵/控制器组合是完整的即插即用解决方案,无需花费任何工程时间。使用直观的界面可以方便地修改控制参数。

液化气体定量给料

Carsten Neutzer: “You know what you pump – in real-time”.